زباله‌های فضایی؛ تهدیدی فزاینده برای ماهواره‌ها و ارتباطات جهانی

شهاب الدین حدیدی 

پسماند ایران : هزاران ماهواره در مدار زمین حرکت می‌کنند تا الگوهای آب‌وهوایی را رصد کنند، ارتباطات مناطق دورافتاده را برقرار سازند و برنامه‌های ناوبری را تقویت کنند. اما این مدارها مملو از زباله‌های فضایی هستند – بوسترهای رهاشده و تکه‌های پراکنده از مأموریت‌های پیشین – که اکنون خطراتی جدی را ایجاد کرده‌اند.

داده‌های نگران‌کننده درباره زباله‌های فضایی
این مشاهدات از سوی اما استیونسون، کارشناس دفتر زباله‌های فضایی آژانس فضایی اروپا (ESA)، ارائه شده است. او به جمع‌آوری داده‌هایی کمک کرده که نشان می‌دهند ماهواره‌های غیرقابل استفاده، قطعات باقیمانده از موشک‌ها و هزاران تکه کوچک چگونه مأموریت‌های فعال را به خطر می‌اندازند.

استیونسون و همکارانش به‌طور مداوم ترافیک موجود در مدار پایینی زمین و فراتر از آن را تحت نظر دارند تا الگوهای زباله‌های فضایی را که آینده ما در فضا را تهدید می‌کنند، شناسایی کنند.

آشنایی با زباله‌های فضایی
زباله‌های فضایی در واقع همان زباله‌هایی هستند که انسان در مدار زمین ایجاد کرده است – ماهواره‌های قدیمی، قطعات شکسته موشک‌ها و تکه‌های بسیار ریز ناشی از برخوردهای قبلی که با سرعت بسیار بالا در حال حرکت‌اند.

هر یک از این قطعات، حتی اگر بسیار کوچک باشند، می‌توانند آسیب‌های جدی ایجاد کنند. برای مثال، یک تکه رنگ که با سرعت ۲۷٬۰۰۰ کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کند، می‌تواند سوراخی در یک فضاپیما ایجاد کند.

ایستگاه فضایی بین‌المللی دائماً این زباله‌ها را رهگیری می‌کند و گاهی برای جلوگیری از برخورد، مسیر خود را تغییر می‌دهد. این وضعیت مانند رانندگی در بزرگراهی است که در آن باید از برخورد با گلوله‌های نامرئی و فوق‌سریع اجتناب کرد.

اگر این مشکل کنترل نشود، ممکن است با پدیده‌ای به نام “سندرم کسلر” مواجه شویم. در این سناریو، یک برخورد منجر به تولید زباله‌های بیشتری می‌شود و این زباله‌ها نیز برخوردهای دیگری ایجاد می‌کنند، تا جایی که فضا به یک میدان بزرگ و خطرناک تبدیل می‌شود.

اگر چنین اتفاقی بیفتد، پرتاب ماهواره‌ها و حتی فضانوردان بسیار خطرناک خواهد شد و ما دسترسی به سیستم‌های GPS، داده‌های آب‌وهوایی و بسیاری از سرویس‌های ارتباطی مدرن را از دست خواهیم داد.

تعداد زباله‌های فضایی بیشتر از ماهواره‌های فعال است
آمارهای جدید نشان می‌دهند که بیش از ۴۰٬۰۰۰ شیء در مدار زمین ردیابی شده است، اما کمتر از یک‌سوم آن‌ها ماهواره‌های فعال هستند. با افزایش زباله‌های فضایی، پاک‌سازی آن‌ها به امری ضروری تبدیل شده است.

حتی اگر هیچ پرتاب جدیدی انجام نشود، تعداد زباله‌های فضایی همچنان افزایش خواهد یافت. زیرا رویدادهای ناشی از خرد شدن اجسام، زباله‌های جدیدی ایجاد می‌کنند که سریع‌تر از سرعت ورود زباله‌ها به جو، بر تعداد آن‌ها افزوده می‌شود.

کارشناسان این چرخه برخوردهای پی‌درپی را “سندرم کسلر” می‌نامند، پدیده‌ای که نخستین بار در دهه ۱۹۷۰ توضیح داده شد. این پدیده می‌تواند برخی مدارها را برای ماهواره‌های جدید بیش از حد خطرناک کند و حتی مسیرهای سفرهای فضایی انسانی را به خطر بیندازد.

رویدادهای بزرگ تخریب
بخش عمده‌ای از زباله‌های فضایی ناشی از شکسته شدن ناگهانی قطعات، انفجار باتری‌ها، نشت سوخت‌های باقی‌مانده یا حتی آزمایش‌های عمدی است.

در سال گذشته، آزمایش‌های موشکی استارشیپ اسپیس‌ایکس چندین حادثه شدید ایجاد کرد. هر یک از این رویدادها صدها قطعه تیز را با سرعتی سرسام‌آور در فضا پراکنده کرد.

این برخوردها می‌توانند ماهواره‌های فعال را هدف قرار دهند و با هر تصادف، میدان زباله‌های فضایی را گسترش دهند. اپراتورها به‌طور مداوم مدار ماهواره‌هایشان را بررسی می‌کنند تا از برخوردهای احتمالی جلوگیری کنند.

مدارهای کوتاه‌تر و افزایش ورود به جو
پیروی بهتر از دستورالعمل‌های زباله‌های فضایی، باعث شده بسیاری از ماهواره‌ها به مدارهای پایین‌تر هدایت شوند. این روند، زمان ماندگاری آن‌ها در فضا را کاهش داده و سرعت ورود به جو زمین را افزایش داده است.

به همین دلیل، اکنون اجسام سالم بیشتری از مدار خارج می‌شوند. به‌طور میانگین، سه قطعه زباله فضایی در روز از مدار سقوط می‌کند.

اگرچه بیشتر آن‌ها هنگام ورود به جو می‌سوزند، اما برخی فضاپیماهای بزرگ‌تر ممکن است بقایای خطرناکی را روی زمین یا در دریا برجای بگذارند که آلودگی‌های زیست‌محیطی ایجاد می‌کنند.

کاهش زباله‌های فضایی برای حفاظت از ماهواره‌ها
سازمان‌های فضایی در سراسر جهان در حال به‌روزرسانی قوانین مربوط به زباله‌های فضایی هستند تا زمان پاک‌سازی ماهواره‌ها و مراحل موشکی رهاشده را به کمتر از پنج سال کاهش دهند. این رقم در گذشته ۲۵ سال بود.

برخی مأموریت‌ها روی جمع‌آوری مستقیم ماهواره‌های ازکارافتاده و قطعات موشکی متمرکز هستند. پروژه‌های جدیدی نیز در حال توسعه‌اند که در طراحی ماهواره‌ها، سیستم‌هایی برای جلوگیری از انفجارهای مداری در نظر گرفته شده است.

این اقدامات می‌توانند میزان زباله‌های فضایی را کاهش داده و از افزایش بیشتر آن جلوگیری کنند.

ماهواره‌ها در برابر زباله‌ها: ترافیک جدید فضایی
پرتراکم‌ترین منطقه مداری زمین در فاصله ۳۰۰ تا ۷۰۰ مایلی قرار دارد، جایی که تعداد ماهواره‌های فعال تقریباً برابر با زباله‌های فضایی است.

ابزار MASTER آژانس فضایی اروپا نشان داده است که در این مناطق، تعداد قطعات زباله‌ای که بزرگ‌تر از یک سانتی‌متر هستند – و می‌توانند یک ماهواره را نابود کنند – تقریباً برابر با تعداد ماهواره‌های فعال است.

با افزایش تعداد منظومه‌های ماهواره‌ای، برخی مدارها به شاهراه‌هایی با سرعت بالا تبدیل شده‌اند که در آن‌ها هیچ چراغ راهنمایی وجود ندارد.

حتی اجسام کوچک، مانند یک پیچ یا تکه‌ای رنگ، می‌توانند با سرعت بیش از ۲۷٬۰۰۰ کیلومتر بر ساعت به ماهواره‌ها برخورد کرده و آسیب‌های شدیدی ایجاد کنند.

هزینه بی‌توجهی به این مشکل
اگر این روند ادامه پیدا کند، شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که تعداد برخوردهای فاجعه‌بار در دهه‌های آینده به‌شدت افزایش خواهد یافت – حتی بدون هیچ پرتاب جدیدی.

این وضعیت، سرویس‌های فضایی که برای پایش اقلیم، ارتباطات و مدیریت بحران ضروری هستند را مختل خواهد کرد.

گزارش آژانس فضایی اروپا تأکید دارد که پاک‌سازی فعال زباله‌های فضایی و اعمال استانداردهای سخت‌گیرانه‌تر در سطح جهانی یک ضرورت است. در غیر این صورت، فضا ممکن است برای مأموریت‌های آینده غیرقابل استفاده شود.

استیونسون و تیم او از آژانس‌های فضایی بین‌المللی و شرکت‌های خصوصی خواسته‌اند که به استراتژی‌های پاک‌سازی هماهنگ پایبند باشند و قوانین سخت‌گیرانه‌تری را برای کاهش زباله‌های فضایی پس از مأموریت‌ها اجرا کنند.

این مطالعه در گزارش سالانه محیط فضایی ۲۰۲۵ آژانس فضایی اروپا منتشر شده است.

منبع خبر : فوت و فن